基于LabVIEW開發(fā)幻影顯示系統(tǒng)
"我們采用USB攝像頭、PXI硬件、LabVIEW和NI視覺助手開發(fā)了一個手勢識別系統(tǒng)。"
- Yang Hao, Tsinghua University
The Challenge:
開發(fā)一個互動360度立體三維影像系統(tǒng),可呈現(xiàn)視覺模型與真實物體,觀看者無需使用眼鏡,價格也十分合理。
The Solution:
開發(fā)擁有如下3個組成部分的三維顯示系統(tǒng): 收集、處理以及三維顯示。
圖 1. 三維顯示系統(tǒng)
3D電影增強了深度知覺的光學幻象,但必須使用眼鏡才能觀看,而且電影院內(nèi)的觀看角度有限。 立體顯示系統(tǒng)或3D電視機大多價格昂貴,沒有交互功能。 這也意味著,創(chuàng)造一個無需使用眼鏡、價格適中且能呈現(xiàn)視覺模型與真實物體三維圖像的互動360度立體顯示系統(tǒng),是一項巨大的挑戰(zhàn)。
我們的系統(tǒng)包括三種類型的采集功能,包括建立視覺模型、NI 1764智能相機和轉臺非實時采集真實物體、以及4個USB攝像頭捕捉真實物體的實時圖像。
虛擬模型
為了獲取虛擬模型,我們采用了NI LabVIEW軟件來讀取虛擬三維模型文件并設定參數(shù)值 ,如圖2.2所示,我們將不同的方向采集到的4張模型圖組合在一起,形成一張圖片。 又如圖2.1和圖2.3所示,新創(chuàng)建的圖像被投射到一個倒置的金字塔光學結構上。
圖 2. 成像原理
圖 3. 虛擬模型顯示
圖 4. 虛擬模型三維顯示項目
手勢識別
我們采用USB攝像頭、PXI硬件、LabVIEW和NI視覺助手開發(fā)了一個手勢識別系統(tǒng)。 系統(tǒng)捕捉一只手的圖像序列,以此判斷它的移動,我們可以采用此信息來控制三維顯示。 舉例來說,如圖6所示,單手滑動可以控制圖標的旋轉,兩只手則可以控制圖標的縮放。
圖 5. 手勢識別
圖 6. 采用視覺助手查找圖片中的對象
圖 7. 手勢識別項目
非實時采集
非實時采集系統(tǒng)依靠于一個NI 1764智能相機和一個PXI控制的轉臺。 將物體放在轉臺上,并在其旋轉時拍攝圖像,我們可以獲取各個方向的物體信息,然后選出我們想要用來顯示三維圖像的四張圖片。
圖 8. 非實時采集系統(tǒng)的硬件
圖 9. 圖像采集
圖 10. 真實物體三維顯示
圖 11. 非實時采集系統(tǒng)項目
實時采集
我們在物體周圍放置著4個USB攝像頭,使用PXI和NI圖像采集軟件采集四個不同方向的實時圖像。 然后我們就對這些圖像進行處理,以光學結構顯示三維圖像。
圖 12. 實時采集系統(tǒng)界面
圖 13. 實時采集系統(tǒng)硬件
圖14. 實時采集系統(tǒng)硬件
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